[發明專利]抗污染、高通量超濾膜及其制備方法和所用鑄膜液

有效

• 申請號: 201410669834.1
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104492285B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 曹敏;云金明;楊志亞;張羽
• 申請（專利權）人: 江蘇凱米膜科技股份有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 游富英

技術領域

本發明屬于高分子分離膜技術領域，特別涉及一種抗污染、高通量超濾膜及其制備方法和所用鑄膜液。

背景技術

超/微濾技術作為一種以壓力為推動力的膜分離技術之一，即在一定的壓力下，使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜，而使大分子溶質不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質得到了部分的純化，具有常溫操作、過程無相變、能耗低、分離效率高等優點，目前在飲用水凈化、石油化工、生物醫藥、食品、冶金等行業得到了廣泛的應用。

聚醚砜是一種綜合性能優異的熱塑性高分子材料，其突出的化學穩定性、熱穩定性、優異的機械強度、尺寸穩定性和抗污染性，使得PES是一種優異的膜材料，已廣泛應用于多孔膜的制備。

近年來對于PES膜成膜機理和成膜條件等進行了深入的研究，得到了許多不同結構的膜。但是實際使用過程中，由于膜在一定壓力下長期運行會壓實，導致膜通量衰減，且一定條件反洗后膜的通量恢復率低，導致使用周期短，膜更換頻繁。目前市場上的PES超濾膜通量低且衰減快，易污染，極大的限制了PES膜的工業應用。

發明內容

?本發明解決了現有技術中PES超濾膜通量低且衰減快，易污染，的問題，在于提供一種通量高且穩定性好、反洗后通量恢復率高的抗污染、高通量超濾膜及其制備方法和所用鑄膜液。

本發明的具體技術方案如下：

一種用于制備抗污染、高通量超濾膜的鑄膜液，由下列組分按質量百分比配制而成：

聚醚砜????????????????16-30%

互配致孔劑?????????????1~6%

有機酸添加劑???????????0.5~5%

溶劑??????????????????60~80%。

所述互配致孔劑由聚乙烯吡咯烷酮與醇按照質量比為2~5:1混合而成，所述醇選自聚乙二醇、乙二醇、甘油、異丙醇、正丁醇中的一種或兩種以上任意比例混合；所述聚乙二醇優選為分子量為200、400、600的聚乙二醇。采用上述互配致孔劑有利于形成貫穿性好、分布均勻的指狀孔。

所述有機酸添加劑選自檸檬酸、醋酸、蘋果酸、草酸、水楊酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸中的一種或兩種以上任意比例混合。通過加入有機酸可以調控指狀孔壁的結晶形態，以及膜的表面孔徑。???

所述溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種。

一種抗污染、高通量超濾膜，采用上述述的鑄膜液制備而成。

采用上述的鑄膜液制備抗污染、高通量超濾膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）將互配致孔劑、有機酸添加劑與溶劑混合后于20~40℃下超聲波分散30-60min，得到溶液；

（2）將聚醚砜加入到溶液中，攪拌溶解，得到鑄膜液；

（3）將鑄膜液進行真空脫泡，靜置6-24h后與無紡布一起置于一體式管式涂膜機或者平板涂覆機上，制成管式膜或者平板膜；

（4）將步驟（3）中制成的管式膜或者平板膜置于空氣中，待溶劑揮發,后迅速浸入凝固浴中，轉相形成管式超濾膜或者平板超濾膜。

????為了得到均勻穩定的鑄膜液，步驟（2）中，將聚醚砜加入到溶液中，于60-80℃以200-400r/min的攪拌速度攪拌8h，然后升溫至80-90℃攪拌2-5h，再降溫到70-80℃攪拌6-10小時，得到鑄膜液。

步驟（3）中，真空脫泡時間不宜太長，避免抽出添加劑醇和溶劑，破壞鑄膜液的組成，優選的真空脫泡時間為30-60分鐘，真空度為0.1MPa。

步驟（4）中，將管式膜或者平板膜置于25-35℃的空氣中10~30秒，空氣相對濕度為30~50%；此環境條件下使溶劑揮發，有利于調控膜的皮層形成，優化膜的通量和截留率。

步驟（4）中，所述凝固浴選自去離子水、醇溶液中的一種；所述醇選自乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇中的一種，醇溶液的質量濃度為10~40%；凝固浴的溫度為20~35℃，浸泡時間為1~3天；以便將所制備膜中的溶劑充分置換出來。

????本發明所述的管式超濾膜是以無紡布支撐管做支撐體，其表面涂覆0.1~0.25um的分離膜；本發明所述的平板超濾膜是以聚酯無紡布為支撐體，表面涂覆0.1~0.25μm的分離膜。

????本發明所采用的一體式管式涂膜機和平板自動涂覆機均為現有的。